EP3209896B1 - Drehmomentübertragungsanordnung - Google Patents
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- EP3209896B1 EP3209896B1 EP15784394.7A EP15784394A EP3209896B1 EP 3209896 B1 EP3209896 B1 EP 3209896B1 EP 15784394 A EP15784394 A EP 15784394A EP 3209896 B1 EP3209896 B1 EP 3209896B1
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- F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
Definitions
- the present invention relates to a torque transmission arrangement according to the preamble of patent claim 1.
- Such a torque transmitting assembly is formed, for example, in a vehicle driveline by a transmission input shaft and a hub of a drive flange of a dual mass flywheel. Due to mounting tolerances, there is a slight clearance between the shaft and the hub.
- a torque transmission arrangement in which a radially inner shaft and a radially outer hub are connected to each other torque-transmitting via a play-connected splines.
- the spline is formed by a shaft outer teeth and a cooperating hub internal teeth.
- a spring element is provided, with which the shaft and the hub are braced against each other.
- WO 2013/178340 A2 extends the angled spring element axially parallel through the hub or its internal teeth and generates a bias between the shaft and hub, for example, rattling noises in torque-free drive operation (idle, etc.) counteracts.
- the bias acts in the circumferential direction or in the direction of rotation, that is tangential to the shaft / hub.
- corresponding recesses must be provided at least in the internal toothing of the shaft.
- a generic torque transmission arrangement in a vehicle drive train which has a radially inner shaft and a radially outer hub, which are connected to each other via a play-related splines torque transmitting.
- the hub has a support portion against which a spring element with a spring force can be supported.
- another torque transmission arrangement is known, which also has a spring element, with the backlash between a hub and a shaft can be produced.
- the object of the invention is to provide a torque transmission arrangement in which structurally simple, in particular without providing corresponding recesses, a spring element can be used and optionally retrofitted for existing drive connections.
- the hub for producing the backlash on a support portion against which the spring element is supported by a spring force under construction of a tilting moment with which the hub no longer clamped in the circumferential direction against the shaft, but rather in the axial direction opposite the shaft is tilted.
- a construction is also feasible, in which the teeth of the spline teeth for axial compensation are axially displaceable.
- the support portion is positioned outside of the hub inner teeth.
- the hub-side support portion can connect directly to the hub inner teeth in the axial extension.
- the hub can be plugged with its internal teeth on a shaft end piece.
- the spring element can be positioned on a hub end face remote from a shaft end face, that is to say it can be spaced apart from the shaft end face by a length or axial offset.
- the support portion may be a shaft facing, in particular smooth cylindrical, circumferential annular surface.
- the hub-side annular surface may be larger in diameter compared to the hub internal teeth, in particular compared to the root diameter.
- the transition between the hub inner toothing and the support portion may be formed by an annular shoulder having a shoulder surface substantially perpendicular to the axial direction, which merges into the annular surface (ie the support portion) at a circumferential inner corner.
- the spring element For positioning the spring element may be formed between the shaft and the hub-side support portion, an annular space in which the spring element is arranged.
- the annular space may be bounded radially inwardly by the external toothing, that is, that the External teeth seen in the axial direction with an excess beyond the internal hub teeth extending and overlaps the support portion in the axial direction.
- the spring element supported between the hub support section and the shaft has an annular spring ring base body and at least one projection projecting radially inwards and / or outwards.
- the spring-ring main body can be plugged with its inside on the shaft or alternatively be plugged with its outside on the hub support section.
- spring ring body When mounted on the shaft spring ring body can support a radially outwardly projecting, resilient projection on the hub support section.
- spring element When mounted on the shaft spring ring body can support a radially outwardly projecting, resilient projection on the hub support section.
- the protruding radially outward or inward projection in the spring-ring main body may be structurally particularly favorable formed by a punched out of a band-shaped spring ring spring tongue, which may be preferably in cross-section V-shaped bent with a radially outer mounting (or inner) spring leg.
- the spring tongue acts both frictionally engaged in the circumferential direction (in the context of possibly existing circumferential clearance) as well as by a one-sided tilting moment increasingly play compensating, which teeth noise can be avoided.
- the radially projecting projection may be formed by a cam-shaped formation of the spring ring, which can ensure sufficiently high biasing forces in the connection with a simple production engineering, especially if the cam-shaped shape by overlapping end portions of an open-executed spring ring body is made.
- three fixations distributed in the circumferential direction can be provided for this purpose.
- fixations may preferably be formed by non-cutting producible, radially inwardly projecting recesses in the spring ring.
- a torque transmission arrangement between a shaft 10 and a hub 12 is shown, which are connected to each other torque transmitting by means of splines 14.
- the shaft 10 (for example, a transmission drive shaft or output shaft) contributes thereto an axially parallel external toothing 14 a, which is in engagement with the internal toothing 14 b of the hub 12.
- the hub 12 may be part of a drive flange within a dual mass flywheel or part of a propshaft in the drive train of motor vehicles.
- the illustrated drive connection is easy to assemble by attaching the hub 12 or by inserting the shaft 10. Even if tight tolerance limits are adhered to, minor installation play can not be avoided.
- annular spring element 16 is provided for example of spring steel between the hub 12 and the shaft 10, the shaft 10 and hub 12 braced against each other and also by the off-center positioning a tilting moment M K exercises.
- Fig. 1 is the hub 12 with its internal teeth 14b plugged onto a shaft end piece 13.
- the spring element 16 is positioned on a side facing away from a shaft end face 15 hub end face 17, that is spaced by a length offset ⁇ b of the shaft end face 15.
- the spring element 16 shown spatially. Accordingly, the spring element 16 has a band-shaped spring ring main body 20 and three thereof radially inwardly projecting fixations or indentations 16a, which are defined circumferentially distributed on the external teeth 14a tuned such that they engage in each case in tooth gaps of the external teeth 14a without play.
- the spring element 16 in the Fig. 1 a radially outwardly projecting projection or a spring tongue 16b, the axially outside of the hub inner teeth 14b (see longitudinal section of Fig. 1 ) abuts against an annular shoulder 12a and biases them over the inner toothing 14b, enlarged in diameter supporting portion 12b of the hub 12 against the shaft 10 in the radial direction.
- the spring tongue 16b is preferably punched out of the band-shaped spring ring main body 20 and issued accordingly.
- the spring member 16 may not be completed in a stamping process, but may also be bent from a wire, for example.
- the spring-ring main body 20 may be held axially by the fixations 16a on the shaft 10 and the external toothing 14a, respectively.
- annular collar (not shown) may be provided, on which the spring ring body 20 abuts.
- the above-mentioned support section 12b is formed on the inner circumference of the hub 12, against which the spring element 16 with a spring force F (FIG. Fig. 1 ) is supported, under construction of the overturning moment M K , with which the hub 12 in the axial direction relative to the shaft 10 is tilted, that is tiltable from its coaxial position.
- the support portion 12b is positioned outside of the hub inner teeth 14b and closes in axial extension with an excess ⁇ a ( Fig. 2 ) directly to the Hub inner teeth 14b on.
- the support portion 12b is a shaft 10 facing smooth cylindrical and circumferential annular surface.
- the hub inner toothing 14b merges with the annular surface 12b at an annular shoulder 12a with a shoulder surface perpendicular to the axial direction.
- annular space 19 (FIG. Fig. 1 ) is formed, in which the spring ring 16 is arranged.
- the annulus 19 is bounded radially inwardly by the shaft outer teeth 14a.
- the assembly of the drive connection is made by first the spring element 16 is pushed onto the external teeth 14 a of the shaft 10 at a defined pushing force. Then, the hub 12 (or, conversely, the shaft 10) is coupled via the connector 14 to the shaft 10. Since the spring element 16 is positioned axially outside of the internal teeth 14b, the spline 14 may be conventional (that is, without any recesses for the spring element 16).
- the Fig. 3 shows one to Fig. 2 modified embodiment of the spring element 16, wherein the spring tongue 16b is executed bent V-shaped and with a radially outer leg 16c (see longitudinal section of Fig. 3 ) acts on the hub 12.
- the V-shaped configuration of the spring tongue 16b, 16c may optionally be advantageous for bridging larger, radial distances between the hub 12 and the shaft 10 and / or to facilitate assembly.
- FIGS. 2 and 3 show to the FIGS. 2 and 3 Alternative embodiments of the spring element 16 with a band-shaped spring ring main body 20, whose radially outwardly projecting projection through a cam-shaped formation 18b (FIG. Fig. 4 ) or 18c ( Fig. 5 ) is made.
- Fig. 4 is the spring ring body 16 with fixings 16a, as above to the FIGS. 2 and 3 described, provided.
- the molding 18b is formed (see longitudinal section of Fig. 4 ) that this braced by resilient concerns on the hub 12 and the radially expanded support portion 12 b, the hub 12 against the shaft 10.
- the Fig. 5 shows sections to the one Fig. 4 modified spring ring main body 16 which is made open and its approximately V-shaped angled and overlapping end portions 18c form the formation 18b. If appropriate, the end regions 18c can be connected to one another in a material-locking manner.
- a plurality of radially projecting projections 16b, 18b may be provided on the spring elements 16, which are positioned defined distributed circumferentially and act both frictionally (in the context of a possibly existing gear play) in the circumferential direction and non-positively in the radial direction.
- the spring elements 16 can also have a different cross-sectional shape (for example wire-shaped) and, if appropriate, can also be designed without fixings 16a with a corresponding press fit on the external toothing 14a.
- a further embodiment of a spring element 16 is shown.
- the resilient projection 16b not radially outward, but radially inward from.
- the spring-ring main body 20 is fitted with its outer side on the hub support portion 12b, so that the projection 16b is supported on the shaft 14.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Eine solche Drehmomentübertragungsanordnung ist zum Beispiel in einem Fahrzeug-Antriebsstrang durch eine Getriebe-Eingangswelle und einer Nabe eines Triebflansches eines Zweimassenschwungrads gebildet. Aufgrund von Montagetoleranzen ist ein geringfügiges Einbauspiel zwischen der Welle und der Nabe vorhanden.
- Aus der
WO 2013/178340 A2 ist eine Drehmomentübertragungsanordnung bekannt, bei der eine radial innere Welle und eine radial äußere Nabe über eine spielbehaftete Steckverzahnung miteinander momentenübertragend verbunden sind. Die Steckverzahnung ist durch eine Wellen-Außenverzahnung und eine damit zusammenwirkende Naben-Innenverzahnung gebildet. Zur Vermeidung akustischer Auffälligkeiten (zum Beispiel ein Verzahnungsklappern), das heißt zur Bereitstellung einer Spielfreiheit in der Steckverzahnung, ist ein Federelement vorgesehen, mit dem die Welle und die Nabe gegeneinander verspannbar sind. - In der obigen
WO 2013/178340 A2 erstreckt sich das abgewinkelte Federelement achsparallel durch die Nabe bzw. deren Innenverzahnung und erzeugt eine Vorspannung zwischen Welle und Nabe, die zum Beispiel Klappergeräuschen im drehmomentfreien Antriebsbetrieb (Leerlauf, etc.) entgegenwirkt. Die Vorspannung wirkt in Umfangsrichtung bzw. in Rotationsrichtung, das heißt tangential zur Welle/Nabe. Für die Anordnung und Positionierung des Federelements müssen fertigungstechnisch aufwändig entsprechende Ausnehmungen zumindest in der Innenverzahnung der Welle vorgesehen sein. - Aus der
US 2003/0073502 A1 ist eine gattungsgemäße Drehmomentübertragungsanordnung in einem Fahrzeug-Antriebsstrang bekannt, die eine radial innere Welle und eine radial äußere Nabe aufweist, die über eine spielbehaftete Steckverzahnung miteinander momentenübertragend verbunden sind. Zur Herstellung einer Spielfreiheit weist die Nabe einen Abstützabschnitt auf, gegen den ein Federelement mit einer Federkraft abstützbar ist. Aus derDE 10 2010 035 451 A1 ist eine weitere Drehmomentübertragungsanordnung bekannt, die ebenfalls ein Federelement aufweist, mit dem Spielfreiheit zwischen einer Nabe und einer Welle herstellbar ist. - Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Drehmomentübertragungsanordnung bereitzustellen, in der konstruktiv einfach, insbesondere ohne Bereitstellung entsprechender Ausnehmungen, ein Federelement einsetzbar und gegebenenfalls für bestehende Antriebsverbindungen nachrüstbar ist.
- Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Erfindungsgemäß weist die Nabe zur Herstellung der Spielfreiheit einen Abstützabschnitt auf, gegen den das Federelement mit einer Federkraft abgestützt ist, und zwar unter Aufbau eines Kippmoments, mit dem die Nabe nicht mehr in Umfangsrichtung gegen die Welle verspannt wird, sondern vielmehr in der Axialrichtung gegenüber die Welle kippbar ist. Mit der Erfindung ist zudem eine Konstruktion umsetzbar, bei der die Verzahnungen der Steckverzahnung für einen Axialausgleich axial verschiebbar sind.
- Im Hinblick auf eine einfache Nachrüstbarkeit des Federelements ist es von Vorteil, wenn der Abstützabschnitt außerhalb der Naben-Innenverzahnung positioniert ist. Der nabenseitige Abstützabschnitt kann dabei in axialer Verlängerung unmittelbar an die Naben-Innenverzahnung anschließen.
- In einer technischen Umsetzung kann die Nabe mit ihrer Innenverzahnung auf ein Wellen-Endstück aufgesteckt sein. Das Federelement kann in einem solchen Fall auf einer, von einer Wellen-Stirnseite abgewandten Naben-Stirnseite positioniert sein, das heißt um einen Längen- oder Axialversatz von der Wellen-Stirnseite beabstandet sein.
- In konstruktiv einfacher Weise kann der Abstützabschnitt eine der Welle zugewandte, insbesondere glattzylindrische, umlaufende Ringfläche sein. Die nabenseitige Ringfläche kann im Vergleich zur Naben-Innenverzahnung, insbesondere im Vergleich zu deren Fußkreisdurchmesser, durchmessergrößer sein. Der Übergang zwischen der Naben-Innenverzahnung und dem Abstützabschnitt kann durch eine Ringschulter mit im Wesentlichen zur Achsrichtung rechtwinkliger Schulterfläche gebildet sind, die an einer umlaufenden Innenecke in die Ringfläche (das heißt den Abstützabschnitt) übergeht.
- Zur Positionierung des Federelements kann zwischen der Welle und dem nabenseitigen Abstützabschnitt ein Ringraum gebildet sein, in dem das Federelement angeordnet ist. Bevorzugt kann der Ringraum radial nach innen durch die Außenverzahnung begrenzt sein, das heißt dass sich die Außenverzahnung in der Axialrichtung betrachtet mit einem Übermaß über die Naben-Innenverzahnung hinaus erstreckt und den Abstützabschnitt in der Axialrichtung überlappt.
- Erfindungsgemäß weist das zwischen dem Naben-Stützabschnitt und der Welle abgestützte Federelement einen kreisringförmigen Federring-Grundkörper und zumindest einen davon radial nach innen und/oder nach außen abragenden Vorsprung auf. Der Federring-Grundkörper kann mit seiner Innenseite auf die Welle aufgesteckt sein oder alternativ dazu mit seiner Außenseite auf den Naben-Abstützabschnitt aufgesteckt sein.
- Bei auf der Welle aufgestecktem Federring-Grundkörper kann sich ein radial nach außen abragender, federnder Vorsprung am Naben-Abstützabschnitt abstützen. Dadurch kann bei einfacher Gestaltung des Federelements eine durchgehende, gegebenenfalls bereits im Einsatz befindliche Verzahnung verwendet werden. Die Montage der Steckverbindung ist einfach und zuverlässig durchführbar, wobei vorab lediglich der Federring auf die Welle aufzustecken und anschließend die Verbindung mit der Nabe zum Beispiel eines Antriebsteils im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs herzustellen ist.
- Der radial nach außen oder innen abragende Vorsprung im Federring-Grundkörper kann baulich besonders günstig durch eine aus einem bandförmigen Federring herausgestanzte Federzunge gebildet sein, die bevorzugt im Querschnitt V-förmig gebogen mit einem in Montagerichtung radial äußeren (oder inneren) Federschenkel ausgeführt sein kann. Die Federzunge wirkt dabei sowohl reibschlüssig in Umfangsrichtung (im Rahmen gegebenenfalls vorhandenen Umfangsspiels) als auch durch ein einseitiges Kippmoment vermehrt spielausgleichend, wodurch Verzahnungsgeräusche vermieden werden können.
- In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann der radial abragende Vorsprung durch eine nockenförmige Ausformung des Federrings gebildet sein, die bei einer fertigungstechnisch einfachen Ausbildung ausreichend hohe Vorspannkräfte in der Verbindung sicherstellen kann, insbesondere wenn die nockenförmige Ausformung durch sich überlappende Endbereiche eines offen ausgeführten Federring-Grundkörpers hergestellt ist.
- In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der, z.B. auf die Wellen-Außenverzahnung aufgesteckte Federring-Grundkörper zumindest eine in eine Nut der Außenverzahnung der Welle eingreifende Fixierung in Umfangsrichtung aufweisen. Dies stellt sicher, dass der Federring (bzw. der Federring-Grundkörper) nicht eine unbeabsichtigte Relativverdrehung gegenüber Welle und Nabe ausführen und/oder eine definierte Montagestellung einnehmen kann; besonders bevorzugt können dazu drei in Umfangsrichtung verteilte Fixierungen vorgesehen sein.
- Die Fixierungen können bevorzugt durch spanlos herstellbare, radial nach innen ragende Einformungen im Federring gebildet sein.
- Schließlich wird vorgeschlagen, dass im montierten Zustand der Verbindung der Federring in axialer Richtung zwischen einer Ringschulter in der Nabe und einem an die Außenverzahnung der Welle angrenzenden Ringbund der Welle positioniert ist. Der Federring ist demzufolge zuverlässig in axialer Richtung gehalten und kann gegebenenfalls sogar als Anschlagelement bei der Montage der Wellen-Nabe-Verbindung bzw. an der Steckverzahnung wirken.
- Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- eine nur teilweise dargestellte Antriebsvorrichtung in einem Antriebsstrang für Kraftfahrzeuge, mit einer Welle und einem Triebflansch, die mittels einer Steckverzahnung miteinander gekoppelt sind, sowie mit einem ringförmigen Federelement zwischen Welle und Nabe;
- Fig. 2
- in einem Längsschnitt die Welle-Nabe-Verbindung gemäß
Fig. 1 und benachbart dazu das eingesetzte Federelement mit ausgestanzter Federzunge in raumbildlicher Einzeldarstellung; - Fig. 3
- eine zur
Fig. 2 abgewandelte Welle-Nabe-Verbindung mit einer im Querschnitt V-förmig abragenden Federzunge des Federelements; - Fig. 4
- eine zu den
Fig. 2 und 3 alternative Welle-Nabe-Verbindung mit einem Federelement mit einem radial nach außen ragenden, nockenförmigen Vorsprung; und - Fig. 5
- abschnittsweise ein zur
Fig. 4 abgewandeltes Federelement, dessen Vorsprung durch sich überlappende Endbereiche eines offenen Federrings gebildet ist; und - Fig. 6
- in einer Teilansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Federelements.
- In der
Fig. 1 ist teilweise eine Drehmomentübertragungsanordnung zwischen einer Welle 10 und einer Nabe 12 gezeigt, die mittels einer Steckverzahnung 14 miteinander momentenübertragend verbunden sind. Die Welle 10 (zum Beispiel eine Getriebe-Antriebswelle oder Abtriebswelle) trägt dazu eine achsparallele Außenverzahnung 14a, die mit der Innenverzahnung 14b der Nabe 12 in Eingriff ist. Die Nabe 12 kann Bestandteil eines Triebflansches innerhalb eines Zweimassenschwungrads oder Bestandteil einer Kardanwelle im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen sein. - Die dargestellte Antriebsverbindung wird montageeinfach durch Aufstecken der Nabe 12 oder durch Einschieben der Welle 10 hergestellt. Selbst unter Einhaltung enger Toleranzgrenzen ist ein geringfügiges Einbauspiel nicht vermeidbar.
- Um insbesondere im drehmomentlosen Antriebsbetrieb einem gegebenenfalls auftretenden Verzahnungsklappern in der Steckverbindung 14 entgegenzuwirken, ist zwischen der Nabe 12 und der Welle 10 ein ringförmiges Federelement 16 zum Beispiel aus Federstahl vorgesehen, das Welle 10 und Nabe 12 gegeneinander verspannt und zudem durch die außermittige Positionierung ein Kippmoment MK ausübt.
- In der
Fig. 1 ist die Nabe 12 mit ihrer Innenverzahnung 14b auf ein Wellen-Endstück 13 aufgesteckt ist. Das Federelement 16 ist dabei auf einer, von einer Wellen-Stirnseite 15 abgewandten Naben-Stirnseite 17 positioniert ist, das heißt um einen Längenversatz Δb von der Wellen-Stirnseite 15 beabstandet. - In der
Fig. 2 ist rechtsseitig die Welle-Nabe-Verbindung im Längsschnitt und linksseitig das Federelement 16 raumbildlich gezeigt. Demzufolge weist das Federelement 16 einen bandförmigen Federring-Grundkörper 20 sowie drei davon radial nach innen ragende Fixierungen bzw. Einformungen 16a auf, die definiert umfangsverteilt auf die Außenverzahnung 14a derart abgestimmt sind, dass sie jeweils in Zahnlücken der Außenverzahnung 14a spielfrei eingreifen. - Ferner weist das Federelement 16 in der
Fig. 1 einen radial nach außen abragenden Vorsprung bzw. eine Federzunge 16b auf, die axial außerhalb der Naben-Innenverzahnung 14b (siehe Längsschnitt derFig. 1 ) an einer Ringsschulter 12a anliegt und über den an die Innenverzahnung 14b anschließenden, im Durchmesser erweiterten Abstützbereich 12b der Nabe 12 diese gegen die Welle 10 in radialer Richtung vorspannt. Die Federzunge 16b ist bevorzugt aus dem bandförmigen Federring-Grundkörper 20 herausgestanzt und entsprechend ausgestellt. Alternativ dazu kann das Federelement 16 nicht in einem Stanzprozess fertiggestellt werden, sondern auch zum Beispiel aus einem Draht gebogen werden. - Der Federring-Grundkörper 20 kann durch die Fixierungen 16a auf der Welle 10 bzw. der Außenverzahnung 14a axial gehalten sein. Gegebenenfalls kann aber auch an der Welle 10 ein an die Außenverzahnung 14a anschließender Ringbund (nicht dargestellt) vorgesehen sein, an dem der Federring-Grundkörper 20 anschlägt.
- Nachfolgend ist die Bauteilgeometrie der Drehmomentübertragungsanordnung im Detail beschrieben: So ist am Innenumfang der Nabe 12 der oben erwähnte Abstützabschnitt 12b ausgebildet, gegen den das Federelement 16 mit einer Federkraft F (
Fig. 1 ) abgestützt ist, und zwar unter Aufbau des Kippmoments MK, mit dem die Nabe 12 in der Axialrichtung gegenüber die Welle 10 kippbar ist, d.h. aus seiner koaxialen Lage kippbar ist. Der Abstützabschnitt 12b ist außerhalb der Naben-Innenverzahnung 14b positioniert und schließt sich in axialer Verlängerung mit einem Übermaß Δa (Fig. 2 ) unmittelbar an die Naben-Innenverzahnung 14b an. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abstützabschnitt 12b eine der Welle 10 zugewandte, glattzylindrische sowie umlaufende Ringfläche. Diese ist, im Vergleich zum Fußkreisdurchmesser der Naben-Innenverzahnung 14b durchmessergrößer. Die Nabe-Innenverzahnung 14b geht an einer Ringschulter 12a mit zur Achsrichtung rechtwinkliger Schulterfläche in die Ringfläche 12b über. Auf diese Weise ist zwischen der Welle 10 und der Ringfläche 12b (das heißt dem nabenseitigen Abstützabschnitt) ein Ringraum 19 (Fig. 1 ) gebildet, in dem der Federring 16 angeordnet ist. Der Ringraum 19 ist radial nach innen durch die Wellen-Außenverzahnung 14a begrenzt. - Die Montage der Antriebsverbindung erfolgt, indem zunächst das Federelement 16 auf die Außenverzahnung 14a der Welle 10 bei einer definierten Schiebekraft aufgeschoben wird. Sodann wird die Nabe 12 (oder umgekehrt die Welle 10) über die Steckverbindung 14 mit der Welle 10 gekoppelt. Da das Federelement 16 axial außerhalb der Innenverzahnung 14b positioniert ist, kann die Steckverzahnung 14 herkömmlich (das heißt ohne jegliche Ausnehmungen für das Federelement 16) ausgeführt sein.
- Die
Fig. 3 zeigt eine zurFig. 2 abgewandelte Ausführung des Federelements 16, bei dem die Federzunge 16b V-förmig abgewinkelt ausgeführt ist und mit einem radial äußeren Schenkel 16c (siehe Längsschnitt derFig. 3 ) auf die Nabe 12 wirkt. - Die V-förmige Gestaltung der Federzunge 16b, 16c kann gegebenenfalls vorteilhaft sein zur Überbrückung größerer, radialer Abstände zwischen der Nabe 12 und der Welle 10 und/oder zur Montageerleichterung dienen.
- Die
Fig. 4 und 5 zeigen zu denFig. 2 und 3 alternative Ausgestaltungen des Federelements 16 mit einem bandförmigen Federring-Grundkörper 20, dessen radial nach außen ragender Vorsprung durch eine nockenförmige Ausformung 18b (Fig. 4 ) oder 18c (Fig. 5 ) hergestellt ist. - Gemäß
Fig. 4 ist der Federring-Grundkörper 16 mit Fixierungen 16a, wie vorstehend zu denFig. 2 und 3 beschrieben, versehen. Die Ausformung 18b ist so ausgebildet (vergleiche Längsschnitt derFig. 4 ), dass diese durch federndes Anliegen an der Nabe 12 bzw. dem radial erweiterten Abstützabschnitt 12b die Nabe 12 gegen die Welle 10 verspannt. - Die
Fig. 5 zeigt abschnittsweise einen zurFig. 4 abgewandelten Federring-Grundkörper 16, der offen ausgeführt ist und dessen etwa V-förmig abgewinkelte und sich überlappende Endbereiche 18c die Ausformung 18b bilden. Gegebenenfalls können die Endbereiche 18c stoffschlüssig miteinander verbunden sein. - Mit dieser zur
Fig. 4 abgewandelten Version des Federring-Grundkörpers 20 kann gegebenenfalls eine noch höhere Verspannung zwischen der Welle 10 und der Nabe 12 bzw. innerhalb der Steckverzahnung 14 erzeugt werden. - Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Gegebenenfalls können auch mehrere, radial abragende Vorsprünge 16b, 18b an den Federelementen 16 vorgesehen sein, die definiert umfangsverteilt positioniert sind und sowohl reibschlüssig (im Rahmen eines gegebenenfalls vorhandenen Verzahnungsspiels) in Umfangsrichtung als auch kraftschlüssig in Radialrichtung wirken.
- Die Federelemente 16 können auch eine andere Querschnittsform (zum Beispiel drahtförmig) aufweisen und gegebenenfalls auch ohne Fixierungen 16a mit entsprechendem Presssitz an der Außenverzahnung 14a ausgeführt sein.
- In der
Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federelements 16 gezeigt. Im Unterschied zu den vorangegangenen Figuren ragt in derFig. 6 der federnde Vorsprung 16b nicht radial nach außen, sondern radial nach innen ab. Bei der Montage wird daher der Federring-Grundkörper 20 mit seiner Außenseite auf den Naben-Abstützabschnitt 12b aufgesteckt, so dass sich der Vorsprung 16b auf der Welle 14 abstützt.
Claims (12)
- Drehmomentübertragungsanordnung in einem Fahrzeug-Antriebsstrang, mit einer radial inneren Welle (10) und einer radial äußeren Nabe (12), die über eine spielbehaftete Steckverzahnung (14) miteinander momentenübertragend verbunden sind, bei welcher Steckverzahnung (14) eine Wellen-Außenverzahnung (14a) mit einer Naben-Innenverzahnung (14b) zusammenwirkt, und zur Vermeidung eines Verzahnungsklapperns, das heißt zur Bereitstellung einer Spielfreiheit in der Steckverzahnung (14), ein Federelement (16) vorgesehen ist, mit dem die Welle (10) und die Nabe (12) gegeneinander verspannbar sind, wobei zur Herstellung der Spielfreiheit die Nabe (12) einen Abstützabschnitt (12b) aufweist, gegen den das Federelement (16) mit einer Federkraft (F) abgestützt ist, und zwar unter Aufbau eines Kippmoments (MK), mit dem die Nabe (12) in der Axialrichtung gegenüber der Welle (10) kippbar ist, und wobei das zwischen dem Naben-Stützabschnitt (12b) und der Welle (10) abgestützte Federelement (16) einen Federring-Grundkörper (20) und zumindest einen radial nach innen und/oder nach außen abragenden, federnden Vorsprung (16b; 18b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring-Grundkörper (20) aus einem bandförmigen Flachprofil-Material gefertigt ist, und dass der Federring-Grundkörper (20) mit seiner Innenseite auf der Wellen-Außenverzahnung (14a) sitzt bzw. aufgesteckt ist, oder dass der Federring-Grundkörper (20) mit seiner Außenseite auf dem Naben-Abstützabschnitt (12b) sitzt bzw. aufgesteckt ist.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Naben-Abstützabschnitt (12b) in Axialrichtung außerhalb der Naben-Innenverzahnung (14b) positioniert ist, und dass insbesondere sich der Abstützabschnitt (12b) in axialer Verlängerung mit einem Übermaß (Δa) unmittelbar an die Naben-Innenverzahnung (14b) anschließt.
- Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (12) mit ihrer Innenverzahnung (14b) auf ein Wellen-Endstück (13) aufgesteckt ist, und dass das Federelement (16) auf einer, von einer Wellen-Stirnseite (15) abgewandten Naben-Stirnseite (17) positioniert ist, und/oder dass das Federelement (16) um einen Axial-Längenversatz (Δb) von der Wellen-Stirnseite (15) beabstandet ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Naben-Abstützabschnitt (12b) eine der Welle (10) zugewandte, insbesondere glattzylindrische, umlaufende Ringfläche ist.
- Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nabenseitige Ringfläche (12b) im Vergleich zur Naben-Innenverzahnung (14b), insbesondere im Vergleich zu deren Fußkreisdurchmesser, durchmessergrößer ist, und dass die Nabe-Innenverzahnung (14b) an einer Ringschulter (12a) mit im Wesentlichen zur Achsrichtung rechtwinkliger Schulterfläche in die Ringfläche (12b) übergeht.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (10) und dem nabenseitigen Abstützabschnitt (12b) ein Ringraum (19) gebildet ist, in dem das Federelement (16) angeordnet ist, und dass insbesondere der Ringraum (19) radial nach innen durch die Wellen-Außenverzahnung (14a) begrenzt ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring-Grundkörper (20) Endbereiche (18c) aufweist, die einander, vorzugsweise lose, in der Umfangsrichtung überlappen.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (16b) eine aus dem Federring-Grundkörper (20) herausgestanzte Federzunge ist, und dass insbesondere die Federzunge (16b) im Querschnitt V-förmig mit einem radial äußeren Federschenkel (16c) ausgeführt ist.
- Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (18b) eine nockenförmige Ausformung des Federring-Grundkörpers (20) ist, und dass insbesondere die nockenförmige Ausformung (18b) durch sich überlappende Endbereiche (18c) Federring-Grundkörpers (16) hergestellt ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der insbesondere auf die Wellen-Außenverzahnung (14a) aufgesteckte Federring-Grundkörper (20) zumindest eine in eine Zahnlücke der Außenverzahnung (14a) eingreifende Fixierung (16a) in Umfangsrichtung aufweist.
- Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung (16a) eine radial nach innen ragende Einformung (16a; 18a) im Federring-Grundkörper (16) ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand der Verbindung der Federring (16) in axialer Richtung zwischen der nabenseitigen Ringschulter (12a) und einem an die Außenverzahnung (14a) der Welle (10) angrenzenden Ringbund der Welle (10) positioniert ist, der im Vergleich zum Federring (16) durchmessergrößer ausgelegt ist.
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